Обратите внимание! Подбор осушителя необходимо проводить по количеству влаги, которое может удалить выбранный осушитель при поддержании рассчитанного нами ранее значения относительной влажности воздуха. Если проводить подбор осушителя только по площади зеркала воды бассейна без предварительного расчета количества выделившейся влаги, описанного выше, то ошибка в производительности подобранного оборудования может быть четырехкратной, т.е. установленное оборудование никогда не сможет поддержать требуемую относительную влажность и, как следствие, на ограждающих поверхностях бассейна обязательно будет образовываться конденсат. Это ни в коей мере не говорит о неисправности установленного осушителя, а лишь подтверждает техническую некомпетентность фирмы, подобравшей данное оборудование только по площади зеркала воды. Например, имеется помещение, в котором поддерживается температура воздуха 30 °С, и в этом помещении находится бассейн с температурой воды 28 °С и площадью зеркала воды 14 м2. Из результатов расчетов, приведенных выше, видно, что с 1 м2 зеркала воды по Методике стандарта VDI 2089 (Общество немецких инженеров) при значении относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна 70 % происходит испарение воды в количестве 0,121 л/ч, а при значении относительной влажности 50 % — в количестве 0,249 л/ч, т.е. с поверхности зеркала воды нашего бассейна при поддержании значения относительной влажности воздуха 70 % испаряется 14 [м2] x0,121 [л/ч] = 1,694 [л/ч], а при поддержании 50 % соответственно 14 [м2] x0,249 [л/ч] = 3,486 [л/ч]. Смотрим кривую влагосъема настенного осушителя фирмы Dantherm CDP 35 (рис. 7). При температуре воздуха внутри помещения бассейна 30 °С и относительной влажности 70 % производительность данного осушителя составляет примерно 1,7 л/ч. Это говорит о том, что осушитель CDP 35 справится с поставленной задачей поддержания значения относительной влажности воздуха 70 %. Но согласно информации кривой влагосъема при температуре воздуха внутри помещения бассейна 30 °С и относительной влажности 50 %, производительность данного осушителя составляет примерно 0,9 л/ч. Вывод: данный осушитель не справится с задачей поддержания требуемого значения относительной влажности на уровне 50 %. Для поддержания значения относительной влажности воздуха на уровне 50 % необходимы 3,486 [л/ч]/0,9 [л/ч] = 3,87 ≈ 4, т.е. четыре осушителя CDP 35. Вот вам и цена поддержания разного значения относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна — оно напрямую зависит от капитальных затрат на теплоизоляцию помещения бассейна. Если проблема решается при помощи системы вентиляции бассейна, то необходимо провести дальнейшие расчеты для определения количества свежего приточного воздуха, необходимого для поглощения испарившегося количества влаги с учетом географического и климатического месторасположения вашего бассейна. Это достаточно сложные расчеты с использованием i–d-диаграммы влажного воздуха, в которой строится луч процесса поглощения влаги свежим приточным воздухом. Направление луча процесса зависит от тепловых процессов, протекающих в помещении бассейна. Соответственно, для летнего, зимнего, ночного, дневного режимов эксплуатации помещения бассейна эти лучи процесса поглощения влаги приточным воздухом будут различными и, как следствие, различной будет и требуемая производительность системы вентиляции. Приблизительный экспресс-расчет требуемой производительности системы вентиляции помещения бассейна можно выполнить на нашем сайте, заполнив форму-заявку. Эта форма расположена в разделе «Проектировщику»/«Расчет системы вентиляции помещения бассейна». Для окончательного ответа на вопрос о требуемой производительности системы вентиляции помещения бассейна необходимо выполнение проекта. Если проблема решается при помощи осушителей и системы вентиляции бассейна, то необходимо определить, какое количество влаги удалят осушители, а какое система вентиляции, и произвести вышеописанный подбор оборудования. Необходимо сказать несколько слов об автоматическом управлении системой вентиляции помещения бассейна. Изначально можно остановиться на классическом решении автоматизации управления системой вентиляции, т.е. использовать обычное включение/выключение вентиляторов. Но в нашем случае это не совсем логично и рационально. Мы понимаем, что испарение влаги с поверхности зеркала воды происходит непрерывно, т.е. необходимо, чтобы система вентиляции тоже работала постоянно. В принципе, ничего плохого с точки зрения эффективности поглощения влаги при постоянно работающей системе вентиляции нет, но на подогрев приточного воздуха, особенно в зимнее время года, тратится значительное количество тепловой энергии. Возникает логичное желание уж если не минимизировать эти затраты на подогрев приточного воздуха, то хотя бы оптимизировать. Давайте попробуем проанализировать необходимый алгоритм работы системы вентиляции помещения бассейна. В помещении бассейна нет необходимости всегда поддерживать одно и то же значение относительной влажности воздуха летом и зимой. Зимой требуемое значение поддерживаемой относительной влажности воздуха может достигать 50 %, летом же, как правило, достаточно и 70 %. Сначала можно подумать, что для зимнего режима эксплуатации помещения бассейна требуется большая производительность СПТВВ. Это утверждение абсолютно справедливо для решения проблемы поддержания требуемого значения относительной влажности при помощи осушителей. А вот для системы вентиляции все совсем наоборот, зимой требуемая производительность значительно меньше, чем летом. Это происходит потому, что зимой воздух с улицы поступает в систему вентиляции не то что осушенным (как в системе, реализованной на базе осушителей), а вымороженным, т.е. значение абсолютной влажности минимально и поглотительная способность одной единицы воздушного потока (например, 1 м3/ч) многократно возрастает и суммарно воздуха требуется гораздо меньше. Соответственно, требуемые расходы системы вентиляции для зимнего и летнего режимов будут сильно отличаться друг от друга, до трех-четырех раз. Вывод. В алгоритме управления системой вентиляции с целью снижения эксплуатационных затрат на подогрев воздуха необходимо предусмотреть летний и зимний режимы работы.
Продолжим. Как мы уже говорили выше, процесс испарения влаги с поверхности зеркала воды непрерывен, но не постоянен во времени, т.к. мы поставили задачу экономии энергозатрат, то логичным будет предусмотреть ступенчатое понижение производительности системы вентиляции при постепенном понижении значения относительной влажности воздуха в помещении бассейна вплоть до полного прекращения подачи/удаления воздуха. Выключение системы и перевод в дежурный режим необходимо предусмотреть при существенном понижении значения относительной влажности воздуха в помещении бассейна по сравнению с требуемым, например, при достижении 40 % при условии необходимости поддерживать значение относительной влажности не выше 50 %. Вывод. В алгоритме управления системой вентиляции с целью снижения эксплуатационных затрат на подогрев воздуха необходимо предусмотреть ступенчатое управление производительностью системы вентиляции в зависимости от реального значения относительной влажности воздуха по сравнению с требуемым.
Но возникает резонное возражение: а как же СНиПовское требование подачи 80 м3/ч воздуха на одного купающегося при условии, когда значение относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна ниже требуемого? Все просто: Вывод. В алгоритме управления системой вентиляции необходимо предусмотреть еще два режима: автоматический для постоянного контроля и поддержания требуемого значения относительной влажности; и ручной, когда в помещении бассейна присутствуют люди и есть необходимость в постоянной подаче воздуха в помещение бассейна минимальным объемом, достаточным для дыхания человека. Причем, если в процессе эксплуатации помещения бассейна (ручной режим) значение относительной влажности превышает требуемое, то ручной режим отменяется, и управление системой вентиляции переводится в автоматическое.
Включить ручной режим можно различными способами. Начиная с простого — при входе в помещение бассейна человек нажимает настенную клавишу, сдублированную/сблокированную со светом и заканчивая объемным датчиком присутствия человека. На этом кратком изложении алгоритма управления системой вентиляции, в принципе, можно остановиться. Но возникают чисто технические вопросы. Чем отслеживать изменение значения относительной влажности? Настенным гигростатом, расположенным в помещении бассейна. Причем именно настенным, а не канальным, т.к при выключенной системе вентиляции канальный гигростат может никогда не выдаст команду на включение системы вентиляции. Гигростаты могут быть любыми: аналоговыми (режим on/off) одно- и двухступенчатыми, цифровыми с управляющим выходом от 0 до 10 В. Очень важно месторасположение гигростата в самом помещении бассейна. Понятно, если расположить гигростат в зоне непосредственного обдува приточным сухим воздухом, то СПТВВ очень быстро добьется требуемого значения относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна и выключит систему, т.е. гигростат надо располагать в самых «проблемных» зонах помещения бассейна с точки зрения потенциальной опасности образования конденсата. Причем если этих зон несколько, то и гигростатов тоже должно быть несколько. Чем изменять производительность системы вентиляции? Либо пятиступенчатым трансформатором (обеспечивает все требуемые алгоритмы управления системой вентиляции), либо частотным преобразователем. Как организовать логическое управление системой вентиляции? Можно на простейшей элементной базе на уровне контакторов и реле — ступенчатое управление производительностью вентилятора при помощи аналогового двухступенчатого гигростата и пятиступенчатого трансформатора. Можно на базе контроллера — управление производительностью системы вентиляции от 0 до 100 % при помощи настенного цифрового гигростата и частотного преобразователя. Очевидно, что у этих вариантов, как и у всего в нашей жизни, есть свои преимущества и недостатки. Первый вариант более дешевый, более простой в эксплуатации и ремонте, но менее гибкий и точный. Второй вариант, соответственно, несколько дороже, более сложен в ремонте (требуется высококвалифицированный специалист, способный получить доступ к программированию контроллера), но гораздо более удобный в эксплуатации, т.к. в помещении бассейна расположен жидкокристаллический дисплей с прекрасной информативностью о различных режимах работы системы вентиляции и удобным кнопочным управлением и возможностью изменения режимов работы системы вентиляции. Как организовать равномернуювоздухораздачу с обеспечением одинакового расхода воздуха по всем воздухораспределяющим устройствам и обеспечить требуемую дальнобойность приточных струй воздуха вдоль ограждающей конструкции помещения бассейна при условии работы системы вентиляции с переменным расходом воздуха? Решений этой задачи может быть несколько. Например, организация двух независимых приточных систем вентиляции, одна из которых будет работать круглогодично и летом, и зимой (примерно одна третья общей производительности системы вентиляции), а вторая только летом. Наша фирма реализовала другой вариант. Проектируется одна приточная система вентиляции с одним вентилятором. Воздух после его подготовки разделяется на две ветки, одна из которых работает круглогодично, а вторая летом. Соответственно, каждая из веток имеет свои воздухораспределяющие устройства, которые всегда работают в номинальном режиме. Переключение с режима на режим происходит автоматически по датчику дифференциального давления, установленного после вентилятора. Если минимального расхода воздуха недостаточно для поддержания требуемого значения относительной влажности воздуха внутри помещения бассейна, контроллер выдает сигнал на повышение числа оборотов двигателя вентилятора, значение давления возрастает выше выставленного при пусконаладке, датчик дифференциального давления выдает сигнал на открытие заслонки сети вентиляции летнего режима. Управление системой вентиляции можно сделать погодозависимым. По сигналу датчика температуры уличного приточного воздуха при превышении значения, выставленного при пусконаладке системы вентиляции, открывается летняя ветка вентиляционной сети. А можно применять утилизатор теплоты, т.е. рекуператор? В принципе его применение логически оправдано как с точки зрения экономии тепла на подогрев приточного воздуха, так и с точки зрения осушения удаляемого воздуха из помещения бассейна. В процессе теплообмена теплого и влажного воздуха через стенку пластинчато-ребристого теплообменника-рекуператора с холодным, очень холодным, уличным приточным воздухом происходит охлаждение удаляемого воздуха до температуры гораздо более низкой, чем температура точки росы со всеми вытекающими (именно вытекающими) последствиями — происходит активная конденсация влаги, которую необходимо удалять. Температура конденсируемой влаги может быть очень низкой. Очевидно, если температура достигнет нулевой отметки, то произойдет замерзание влаги. В этом случае движение воздуха, удаляемого из помещение бассейна, через рекуператор будет невозможно — как следствие, давление воздуха в вытяжной вентиляционной сети возрастет. Этот рост давления необходимо отслеживать при помощи дифференциального датчика давления, установленного до рекуператора на вытяжной ветке системы вентиляции. При превышении значения давления выше критического, которое выставляется при пусконаладке системы по паспортной характеристике рекуператора, необходимо открыть заслонку «байпаса» — обводной ветки вытяжной системы вентиляции. При этом теплый влажный воздух будет идти в обход рекуператора до тех пор, пока сам рекуператор не «оттает». В случае «оттайки» воздух вновь пойдет через рекуператор, величина перепада давления уменьшится ниже критического, пропадет сигнал с датчика дифференциального давления, заслонка «байпаса» закроется. В случае достаточной степени осушения воздух можно не выбрасывать на улицу, а снова направить в систему вентиляции (рециркуляция). Если все же воздух после рекуператора выбрасывается на улицу, то решается проблема борьбы с замерзшей влагой, образующейся при контакте удаляемого теплого влажного воздуха с холодным воздухом окружающей среды с неизбежным образованием наледей и снежных рубашек. Как бороться с обмерзанием наружных стен при удалении воздуха из помещения бассейна в зимний период эксплуатации? Мы рекомендуем осуществлять выброс воздуха на значительном удалении от наружных стен здания. Наша фирма использует этот способ в своих проектах. Как правило, венткамеры системы вентиляции помещений бассейна расположены в помещениях подвального либо цокольного этажа, т.е. ниже уровня земли. Магистральный воздуховод, удаляющий влажный воздух, прокладывается под поверхностью земли в сухом бетонном канале с уклоном в сторону дома для того, чтобы неизбежно образующийся конденсат самотеком стекал по воздуховоду обратно в направлении помещения венткамеры, где он (конденсат) собирается в нижней точке воздуховода и удаляется в систему канализации (дренажа) здания с обязательной организацией гидрозатвора. Кстати, это требование по сбору и удалению конденсата относится и к обсуждаемому нами рекуператору. Затем после того, как мы отнесли прокладываемый под землей воздуховод на значительное расстояние от дома, поднимаем этот воздуховод вертикально вверх и организуем небольшую вертикальную шахту, выходящую выше поверхности земли. Сверху шахты предусматриваем защитное устройство для исключения попадания уличных осадков в систему вентиляции. Получаем совершенно безобидный «снегогенератор». Чем греть приточный воздух, и какие проблемы могут при этом возникнуть? Греть приточный воздух электричеством — слишком дорогое удовольствие, да и, как правило, в загородных домах наблюдается явный дефицит свободных электрических мощностей. Поэтому остается водяной подогрев приточного воздуха теплоносителем (вода, либо незамерзающая жидкость) от существующей системы отопления дома. Причем чаще всего, исходя из соображений экологичности, в качестве теплоносителя используется вода. В связи с этим необходимо сказать несколько слов о мерах защиты от замерзания системы отопления. При проектировании гидромодуля существуют необходимые общие рекомендации: ❏ необходимо использовать датчик температуры обратной воды после теплообменника. В случае понижения температуры обратной воды после нагревателя воздуха ниже критического значения (10 °С) необходимо выключить систему вентиляции, полностью открыть смесительный узел на 100 %-ю подачу горячей воды в теплообменник и выдать соответствующий сигнал об аварийном режиме работы; ❏ помимо общего датчика температуры приточного воздуха, необходимо использовать термостат, который при подаче приточного воздуха после нагревателя воздуха с температурой ниже критической (12 °С) выдает сигнал об аварийном режиме работы. По сигналу этого термостата система автоматического управления должна открыть смесительный узел на 100 % подачи горячей воды, выключить либо значительно снизить производительность системы вентиляции и выдать соответствующий сигнал; ❏ даже при выключенной системе вентиляции необходимо обеспечить постоянное движение воды через нагреватель воздуха. Это необходимо делать для того, чтобы постоянно контролировать температуру обратной воды после нагревателя; ❏ как правило, водяной нагреватель воздуха находится на значительном удалении от источника тепла и при эксплуатации системы вентиляции может возникнуть такой режим, когда нет потребности в горячей воде. В этом случае при определенной выбранной схеме обвязки гидромодуля может возникнуть застой воды перед гидромодулем, т.е. температура теплоносителя-воды может значительно понизиться, вплоть до комнатной температуры. При включении системы вентиляции возникает естественная потребность в горячей воде. Система автоматического управления открывает смесительный узел на 100 % подачи горячей воды, но т.к. протяженность соединяющего трубопровода достаточно большая, то в нагреватель воздуха поступает вода с нерасчетными параметрами. Как следствие, возможен аварийный режим работы по температуре обратной воды. Чтобы избежать подобной ситуации, необходимо возле гидромодуля постоянно поддерживать воду с расчетной температурой. По мере возникновения дополнительных вопросов, которые вы можете задать на нашем форуме и обсудить статью в целом, этот список может быть расширен. Действительно, в рамках статьи достаточно трудно охватить все проблемы и нюансы проектирования, монтажа и эксплуатации систем поддержания требуемой влажности воздуха помещений бассейна. Даже при достаточно большом опыте нашей фирмы в области организации подобных систем, жизнь постоянно преподносит новые задачи, которые мы с успехом решаем. Все расчетные программы, которые использовались в данной статье, расположены на нашем сайте в разделе «Проектировщику» и открыты для бесплатного on-line доступа (http://www.bioair. ru/file/auth/a_input_pass.php).
* Продолжение. Начало — см. «С.О.К.», №7/2007.
